2020 04 20 字节码编程，Javassist篇二《定义属性以及创建方法时多种入参和出参类型的使用》

作者：小傅哥
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一、前言

在上一篇 Helloworld 中，我们初步尝试使用了 Javassist字节编程的方式，来创建我们的方法体并通过反射调用运行了结果。大致了解到创建在使用字节码编程的时候基本离不开三个核心类；ClassPool、CtClass、CtMethod，它们分别管理着对象容器、类和方法。但是我们还少用一样就是字段；CtFields，在这一章节中我们不止会使用字段，还会创建多个不同入参类型和返回值的学习。

在学习之前先重点列一下相关的知识点，如下；

1. CtClass.doubleType、intType、floatType等 8 个基本类型和一个voidType，也就是空的返回类型。
2. 传递和返回的是对象类型时，那么需要时用；pool.get(Double.class.getName()，进行设置。
3. 当需要设置多个入参时，需要在数组中以此设置入参类型；new CtClass[]{CtClass.doubleType, CtClass.doubleType}。
4. 在方法体中需要取得入参并计算时，需要使用 $1、$2 ...，数字表示入参的位置。$0 是 this。
5. CtField 设置属性字段，并赋值。
6. Javassist 中的装箱/拆箱。

好！那么我们就开始对这些知识点进行应用，创建出类和对应的方法。「所有代码都可以关注公众号：bugstack虫洞栈，回复码下载获取」

二、开发环境

1. JDK 1.8.0
2. javassist 3.12.1.GA

<dependency>
    <groupId>javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.12.1.GA</version>
    <type>jar</type>
</dependency>

三、案例目标

为了练习属性字段和方法的不同的入参、出参，我们使用 javassist 创建如下这样的方法。当然你也可以尝试去扩展其他类型的方法。

public class ApiTest {

    private double π = 3.14D;

    //S = πr²
    public double calculateCircularArea(int r) {
        return π * r * r;
    }

    //S = a + b
    public double sumOfTwoNumbers(double a, double b) {
        return a + b;
    }

}

四、技术实现

GenerateClazzMethod.java & 生成类和方法

/**
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 * 本专栏是小傅哥多年从事一线互联网Java开发的学习历程技术汇总，旨在为大家提供一个清晰详细的学习教程，侧重点更倾向编写Java核心内容。如果能为您提供帮助，请给予支持(关注、点赞、分享)！
 */
public class GenerateClazzMethod {

    public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, NotFoundException, IOException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {

        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

        CtClass ctClass = pool.makeClass("org.itstack.demo.javassist.MathUtil");

        // 属性字段
        CtField ctField = new CtField(CtClass.doubleType, "π", ctClass);
        ctField.setModifiers(Modifier.PRIVATE + Modifier.STATIC + Modifier.FINAL);
        ctClass.addField(ctField, "3.14");

        // 方法：求圆面积
        CtMethod calculateCircularArea = new CtMethod(CtClass.doubleType, "calculateCircularArea", new CtClass[]{CtClass.doubleType}, ctClass);
        calculateCircularArea.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        calculateCircularArea.setBody("{return π * $1 * $1;}");
        ctClass.addMethod(calculateCircularArea);

        // 方法；两数之和
        CtMethod sumOfTwoNumbers = new CtMethod(pool.get(Double.class.getName()), "sumOfTwoNumbers", new CtClass[]{CtClass.doubleType, CtClass.doubleType}, ctClass);
        sumOfTwoNumbers.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        sumOfTwoNumbers.setBody("{return Double.valueOf($1 + $2);}");
        ctClass.addMethod(sumOfTwoNumbers);
        // 输出类的内容
        ctClass.writeFile();

    }

}

这里面有几个核心点，讲解如下；

1. CtField，属性字段的创建。这就像我们正常写代码一样，需要设定属性的；名称、类型以及是 public 的还是 private 的以及 static 和 final 等。都可以通过 Modifier.PRIVATE + Modifier.STATIC + Modifier.FINAL，通过组合来控制。同样这也适用于对方法类型的设置。同时需要在添加属性的地方，设置初始值。
2. 接下来是我们设置了一个求圆面积的方法，如果说在方法体中需要使用到入参类型。那么需要通过符号 $+数字，来获取入参。这个数字就是当前入参的位置。比如取第一个入参：$1，以此类推。
3. 之后是我们的多种入参类型，在这开始我们也提到了。如果是基本类型入参都可以使用 CtClass.doubleType，对象类型入参使用 pool.get(类.class.getName) 获取。
4. 最终同样我们会把使用字节码编译的 class 输出到工程目录下 ctClass.writeFile()。
5. 在Javassist中并不会给类型做拆箱和装箱操作，需要显式的处理。例如上面案例中，需要将 double 使用 Double.valueOf 进行转换。

下面这张基本描述了一个类方法在创建时候不同参数的含义，可以参考。

五、测试结果

1. 反射调用字节码类方法

在测试之前，我们需要写一点反射代码来调用类的方法

// 测试调用
Class clazz = ctClass.toClass();
Object obj = clazz.newInstance();

Method method_calculateCircularArea = clazz.getDeclaredMethod("calculateCircularArea", double.class);
Object obj_01 = method_calculateCircularArea.invoke(obj, 1.23);
System.out.println("圆面积：" + obj_01);

Method method_sumOfTwoNumbers = clazz.getDeclaredMethod("sumOfTwoNumbers", double.class, double.class);
Object obj_02 = method_sumOfTwoNumbers.invoke(obj, 1, 2);
System.out.println("两数和：" + obj_02);

测试结果：

圆面积：4.750506
两数和：3.0

Process finished with exit code 0

2. 查看使用Javassist生成的类

六、总结

1. 本篇案例中重点强调了属性字段创建，同时需要给属性字段赋值。
2. 在 Javassist 是不会进行类型的自动装箱和拆箱的，需要我们进行手动处理，否则生成类在执行会报类型错误。
3. 当需要使用入参的时候，可以使用 $1 来获取。这也是后续做一些监控获取入参的方法。